Tag Archives: DC

پروژه کنترل موتور DC توسط سنسور های مادون قرمز


در این پروژه با نحوه کنترل موتور DC توسط سنسورهای مادون قرمز آشنا می شوید.


بازدید :


زمان تقریبی مطالعه :


تاریخ :

 در  این پروژه با نحوه کنترل موتور DC توسط سنسورهای مادون قرمز آشنا می شوید.

قطعات مورد نیاز در فرستنده :
برد بورد یک عدد
سیم تلفنی
یک عدد سنسور مادون قرمز ( IR) فرستنده
یک عدد آیسی ۵۵۵ (تایمر)
خازن ۰٫۱UF -1NF -10UF از هر کدام یک عدد
مقاومت متغییر(پتانسیومتر)۵k
مقاومت ۴٫۷K -15K -100K -47 از هر کدام یک عدد
ترانزیستور ۲N2222 یک عدد
رگولاتور ۷۸۰۵ یک عدد
به شماتیک مدار در شکل زیر توجه کنید.نحوه اتصال قطعات در قسمت فرستنده نشان داده شده است.
پروژه کنترل موتور dc توسط سنسور های مادون قرمز

 

  آیسی ۵۵۵(تایمر)
این آیسی ۸ پایه دارد.پایه ۱ تغذیه منفی و پایه ۸ تغذیه مثبت و پایه های ۲و۶ کار تولید پالس و پایه ۳ خروجی آیسی است.پایه ۳ خروجی ۳۶ تا ۴۰ khz را با duty cycle 50% ایجاد می کند.

پروژه کنترل موتور dc توسط سنسور های مادون قرمز

خازنهای ۱۰UF -1NF -0.1UF
خازن ۱NF به تولید پالس در مدار کمک می کند. خازنهای ۰٫۱UF , 10UF برای از بین بردن اثر نویز در مدار بکار می رود.

مقاومت متغییر ۵k
پتانسیومتر یک مقاوت متغییر است که می توان مقاومت آنرا با پیچی که در آن قرار دارد کم و زیاد کرد. این مقاومت جهت تغییر پهنای باند پالسهای تولید شده توسط آیسی ۵۵۵ می باشد.

سنسور مادون قرمز (INFRARED LED)
امواج الکترومغناطیسی، انرژی انتقال داده شده در فضا می باشند که به شکل نوسانات پریودیک میدان های الکتریکی و مغناطیسی، با سرعت نور در فضا منتشر می‌گردند. خصوصیات یک موج الکترومغناطیسی، از طریق فرکانس و طول موج آن مشخص می‌شود. این دو عامل به سرعت نور مرتبط بوده و فرمول آن به صورت « سرعت نور = فرکانس× طول موج » می باشد. فرکانس یک موج الکترومغناطیسی، به منبع آن بستگی دارد. در طبیعت فرکانس های زیادی وجود دارند که شامل فرکانس‌های پایین امواج الکتریکی تا فرکانسهای خیلی بالای اشعه های گاما، که بوسیله هسته های اتم ایجاد می شوند، می گردند. این دامنه وسیع فرکانس امواج الکترومغناطیسی، طیفهای مختلف الکترومغناطیسی را تشکیل می‌دهند. طیف الکترومغناطیسی می تواند بر اساس تغییرات طول موج و فرکانس، به چندین ناحیه تقسیم شود که در بین آنها، فقط باند خیلی باریکی از طیف، یعنی از۷۰۰ تا۴۰۰ نانومتر، با چشم انسان قابل رویت می باشد. همانطور که در شکل می بینید.انسان می تواند طول موج های بین ۳۸۰nm-770nm را ببیند. طول موجهای کمتر از ۳۸۰nm را ماوراء بنفش وطول موج های بیشتر از ۷۷۰nm را مادون قرمز می گویند. LED های مادون قرمز گیرنده سیاه رنگ و نوع فرستنده آن داری رنگی روشنتر از گیرنده است.

پروژه کنترل موتور dc توسط سنسور های مادون قرمز

قطعات مورد نیاز در قسمت گیرنده :
ترانزیستور ۲N2222 یک عدد
مقاومت ۱k,10kو۱K هر کدام یک عدد
سنسور مادون قرمز(IR) نوع گیرنده یک عدد
سیم تلفنی
برد بورد یک عدد

در مدار گیرنده پایه مثبت سنسور مادون قرمز را که پایه بزرگتر است را به قطب مثبت باطری و پایه کوتاه تر را با یک مقاومت به زمین وصل کنید.اشتراک این مقاومت با پایه منفی LED را با یک مقاومت به بیس ترانزیستور ۲N2222 وصل کنید.امیتر ترانزیستور را به زمین و کلکتور آنرا با یک مقاومت به قطب مثبت باطری وصل کنید. از اشتراک این مقاومت با کلکتور به پایه های ۲ یا ۴ آیسی TC4427 وصل کنید.

برای دیدن نحوه کنترل موتور توسط آیسی TC4427 بدون LED به پروژه کنترل موتور DC دقت کنید.با تغییری کوچک در این پروژه میتوانید موتور را از طریق LED های مادون قرمز کنترل کنید.این تغییرات شامل حذف دو کلید(PUSH-BOTTOM)در ورودی آیسی TC4427 و قرار دادن اشتراک کلکتور با مقاومت ۱۰k در مدار گیرنده به یکی از پایه های ۲ یا ۴ آیسی TC4427 است.
شما می توانید شکل موجهای خروجی از آیسی ۵۵۵ را براحتی و از طریق اسیلسکوپ مشاهده کنید.این شکل موج در یک سر موتور نیز دیده می شود.هرگاه شما با یک کاغذ یا مانعی دیگر مانع ارسال امواج بین دو LED فرستنده وگیرنده شوید موتور از حرکت می ایستد.در این حالت شکل موج موجود در یک سر موتور نیز از بین می رود.

شما براحتی می توانید این موارد را امتحان ومشاهده کنید. منبع تغذیه ۱۰ تا ۱۲ ولت DC را به تغذیه آیسی TC4427 وصل کنید.۱ز مثبت تغذیه ۱۰-۱۲ ولت DC به پایه ورودی رگولاتور ۷۸۰۵ وصل کنید واز منفی باطری به پایه وسط ۷۸۰۵ از خروجی ۷۸۰۵ به مثبت برد بورد گیرنده و از منفی آن به منفی بردبورد گیرنده وصل کنید این رگولاتور علاوه بر اینکه تغذیه ۵ ولت را به مدار گیرنده می دهد در مدار فرستنده وتغذیه آیسی ۵۵۵ نیز استفاده می شود.وتغذیه ۱۰-۱۲ولت تنها برای تغذیه آیسی TC4427 می ماند.

پروژه کنترل موتور dc توسط سنسور های مادون قرمز

برای اینکه بتوانید در این پروزه دو عدد موتور را کنترل کنید.یک موتور را به پایه ۵ و موتور دیگر را به پایه ۷ وصل کنید.و از اشتراک کلکتور با مقاومت ۱۰K در قسمت گیرنده به ورودی ۲و۴ آیسی TC4427 کنید.در این حالت شما می توانید دو موتور DC را همزمان کنترل کنید. 

 مطالب مرتبط:
تشریح امواج الکترومغناطیسی
امواج الکترومغناطیسی
انواع سنسورها

منبع: roboeq


موتور الکتریکی و موتورهای الکتریکی DC


موتور کلاسیک DC دارای آرمیچری از آهنربای الکتریکی است…


بازدید :


زمان تقریبی مطالعه :


تاریخ :

مرکز یادگیری تبیان – محبوبه همت

 موتور الکتریکی و موتورهای الکتریکی dc

موتور الکتریکی
  یک موتور الکتریکی، الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته است، توسط ژنراتور انجام می‌شود. این دو وسیله بجز در عملکرد ، مشابه یکدیگر هستند. اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می‌کنند، اما موتورهایی که بر اساس پدیده‌های دیگری نظیر نیروی الکتروستاتیک و اثر پیزوالکتریک کار می‌کنند، هم وجود دارند.
ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال می‌شود. در یک موتور استوانه‌ای ، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله‌ای معین از محور روتور به روتور اعمال می‌شود، می‌گردد.

اغلب موتورهای الکتریکی دوارند، اما موتور خطی هم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک (که معمولاً درون موتور است) روتور و بخش ثابت استاتور خوانده می‌شود. موتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک قاب سیم پیچی شده است. گر چه این قاب اغلب آرمیچر خوانده می‌شود، اما این واژه عموماً به غلط بکار برده می‌شود. در واقع آرمیچر آن بخش از موتور است که به آن ولتاژ ورودی اعمال می‌شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می‌شود. با توجه به طراحی ماشین ، هر کدام از بخشهای روتور یا استاتور می‌توانند به عنوان آرمیچر باشند. برای ساختن موتورهایی بسیار ساده کیتهایی را در مدارس استفاده می‌کنند.

موتور کلاسیک DC دارای آرمیچری از آهنربای الکتریکی است. یک سوییچ گردشی به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در هر سیکل دو بار برعکس می کند تا در آرمیچر جریان یابد و آهنرباهای الکتریکی، آهنربای دائمی را در بیرون موتور جذب و دفع کنند. سرعت موتور DC به مجموعه‌ای از ولتاژ و جریان عبوری از سیم پیچ های موتور و بار موتور یا گشتاور ترمزی، بستگی دارد.

سرعت موتور DC وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جریان است. معمولاً سرعت توسط ولتاژ متغیر یا عبور جریان و با استفاده از تپها (نوعی کلید تغییر دهنده وضعیت سیم پیچ) در سیم‌پیچی موتور یا با داشتن یک منبع ولتاژ متغیر، کنترل می‌شود. بدلیل اینکه این نوع از موتور می‌تواند در سرعتهای پایین گشتاوری زیاد ایجاد کند، معمولاً از آن در کاربردهای کششی نظیر لوکوموتیوها استفاده می‌کنند. اما به هرحال در طراحی کلاسیک محدودیتهای متعددی وجود دارد که بسیاری از این محدودیتها ناشی از نیاز به جاروبکهایی برای اتصال به کموتاتور است. سایش جاروبک ها و کموتاتور، ایجاد اصطکاک می‌کند و هر چه که سرعت موتور بالاتر باشد، جاروبکها می‌بایست محکمتر فشار داده شوند تا اتصال خوبی را برقرار کنند. نه تنها این اصطکاک منجر به سر و صدای موتور می‌شود بلکه این امر یک محدودیت بالاتری را روی سرعت ایجاد می‌کند و به این معنی است که جاروبکها نهایتاً از بین رفته نیاز به تعویض پیدا می‌کنند. اتصال ناقص الکتریکی نیز تولید نویز الکتریکی در مدار متصل می‌کند. این مشکلات با جابجا کردن درون موتور با بیرون آن از بین می‌روند، با قرار دادن آهنرباهای دائم در داخل و سیم پیچها در بیرون به یک طراحی بدون حاروبک می‌رسیم.

مطالب مرتبط:
موتور های بدون جاروبک یا سه فاز (brushless)
موتور الکتریکی جاروبک دار (brushed)
سیم پیچ ها

منبع: roboeq


پروژه کنترل چپ گرد راست گرد موتور DC توسط تایمر


در این مدار شما با کنترل ساده یک موتور توسط مدارات تایمر آشنا می شو ید.


بازدید :


زمان تقریبی مطالعه :


تاریخ :

مرکز یادگیری تبیان – محبوبه همت

 پروژه کنترل چپ گرد راست گرد موتور dc توسط تایمر

در این مدار شما با کنترل ساده یک موتور توسط مدارات تایمر آشنا می شو ید.در این مدار موتور با ارسال پالس توسط آیسی ۵۵۵ یک بار در جهت حرکت عقربه های ساعت به مدت ۱ دقیقه می چرخد.،پس از آن به مدت ۱۰ تا ۲۰ ثانیه توقف می کند.و پس از آن ۱ دقیقه در خلاف جهت عقربه های ساعت خواهد چرخید.این روند تا زمانیکه تغذیه این مدار متصل باشد.،ادامه خواهد داشت.  

قطعات موردنیاز :
۱ عدد آیسی ۵۵۵
۱ عدد آیسی ۴۰۱۷
۱ عدد آیسی ULN2803
4 عدد رله ۵ ولت ۱ کنتاکت
۲ عدد مقاومت ۱ مگا اهم
۱ عدد مقاومت ۲۲۰ اهم
۱ عدد مقاومت ۱۰۰ کیلواهم
۱ عدد موتور ۱۲ ولت DC
1 عدد خازن ۳٫۳ میکروفاراد
۱ عدد خازن ۴۷ میکروفاراد
برد بورد
سیم تلفنی

نقشه مدار
مطابق معمول در ابتدا تغذیه مثبت و زمین آیسی های ۵۵۵ ،۴۰۱۷ و ULN2803 را بر روی برد بورد با استفاده از سیم تلفنی متصل کنید.
تغذیه مثبت آیسی ۵۵۵ پایه ۸ و ۴ و تغذیه زمین آن پایه ۱ است.تغذیه مثبت آیسی ۴۰۱۷ پایه ۱۶ و تغذیه زمین آن پایه ۸ است.تغذیه مثبت آیسی ULN2803 پایه ۱۰ و تغذیه منفی آن پایه ۹ است.
پس از اتصال تغذیه مثبت و منفی آیسی ها به شرح اتصالات دیگر می پردازیم.

پایه ۲و۶ آیسی ۵۵۵ را به صورت مستقیم به یکدیگر متصل کنید.این اتصال مشترک را به دو خازن موازی ۴۷ و ۳٫۳ میکروفاراد متصل نمایید.به صورتیکه سر مثبت این دو خازن در پایه مشترک ۲و۶ و سر منفی آنرا به زمین متصل کنید.دوباره از این سر مشترک که پایه ۶ است با یک مقاومت ۱ مگا اهم به پایه ۷ وصل کنید.

حال از پایه ۷ با یک مقاومت ۱ مگا اهم به مثبت منبع تغذیه متصل کنید.
از پایه ۳ با یک مقاومت ۱۰۰ اهم به پایه ۱۴ آیسی ۴۰۱۷ که مربوط به دریافت کلاک است.،متصل نمایید.پایه های ۳ آیسی ۴۰۱۷ را به صورت مستقیم به پایه ۱ آیسی ULN2803 و پایه ۲ آیسی ۴۰۱۷ را بدون اتصال رها کنید.،و پایه ۴ را به طور مستقیم به پایه ۲ آیسی ULN2803 متصل نمایید.حال پایه ۷ آیسی ۴۰۱۷ را آزاد بگذارید.و پایه ۱۰ آیسی ۴۰۱۷ رابه پایه ۱۵ آیسی۴۰۱۷ که جهت RESET کردن و شمارش اولیه این آیسی می شود متصل نمایید.

حال به سراغ رله ها می رویم.
به جای کشیدن شکل شماتیک اصلی برای اینکه شما دچار اشتباه و سردر گمی نشوید.شکل این المان را از دید پایین برای شما در نقشه مدار قرار دادم،اگر به شکل رله یک کنتاکت از پایین نگاه کنید.متوجه ۵ پایه فلزی می شوید.سه پایه به یکدیگر نزدیک هستند.، و دو پایه دیگر از این ۳ پایه فاصله دارند.
از این ۳ پایه ۲ پایه کناری مخصوص اینرجایز شدن یا در واقع تحریک رله و عوض شدن جهت کلید درونی در این المان است. به شکل این المان از زیر نگاه کنید.،متوجه می شوید.از سه پایه گفته شده یک پایه کمی جلوتر است.این پایه در حالت عادی،یعنی حالتی که رله تحریک نشده است.با یکی از دو پایه دیگر که مجزا از دو پایه اینرجایز شدن است.،اتصال دارد.این اتصال را حتی می توانید با ولت متر تجربه کنید.

وقتی رله اینرجایز یا تحریک شود جهت ارتباط این پایه مشترک عوض می شود.و با پایه دیگر رله ارتباط پیدا می کند.در حالت عادی همانطور که در نقشه ملاحظه می کنید از این ۴ رله ۴ تا پایه آزاد هستند این ۴ پایه در واقع همان پایه هایی هستند.که در حالت عادی پایه مشترک با آنها ارتباط دارد.
پایه هایی که در حالت تحریک رله وارد مسیر می شوند.به مثبت ۱۲ ولت و زمین متصل شده اند.رله اول و سوم به مثبت ۱۲ ولت و رله دوم وچهارم به زمین متصل شده است.
پایه مشترک رله اول را به یک سر موتور و پایه مشترک رله دوم را به سر دیگر موتور متصل کنید.پایه مشترک رله سوم را به همان سر موتور که پایه مشترک رله دوم متصل شده ارتباط دهید.
پایه مشترک رله چهارم را به همان سر موتور که پایه مشترک رله اول متصل نموده اید ارتباط دهید.
یکی از پایه هایی که مخصوص تحریک رله است.،از هر رله به یکدیگر متصل کنید.واین اشتراک را به مثبت ۵ ولت وصل کنید.
سر، زمین این رله از آیسی ULN2803 ایجاد می شود.
با انجام شدن این مراحل کار بستن مدار تمام می شود.چون دو تغذیه متفاوت ۵ و ۱۲ ولت داریم بهتر است از دو رگولاتورLM7805,LM7809 استفاده کنید.

توضیحات مدار
همانطور که در نقشه ملاحظه می کنید.،عمل تولید پالس را آیسی ۵۵۵ بر عهده دارد.
خروجی ۳ این آیسی به پایه CLOCK آیسی ۴۰۱۷که شماره پایه آن ۱۴ است.، متصل می باشد.پایه ۱۴ آیسی ۴۰۱۷ به لبه بالارونده پالس حساس است.زمانیکه این لبه بالارونده را در پایه ۱۴ایجاد کنید.،‌عمل شمارش را از پایه ۳ که شروع شمارش است.، آغاز می شود.این پایه همچنان HIGH می ماند.تا لبه بالا رونده بعدی پالس در پایه ۱۴ آیسی ۴۰۱۷ ایجاد شود.در صورت ایجاد لبه بالارونده پالس برای بار دوم بعد از پایه ۳ آیسی ۴۰۱۷ پایه ۲ آن HIGH می شود.این پایه نیز مانند پایه ۳ HIGH می مانند.تا شما لبه بالارونده پالس بعدی را در پایه ۱۴ ایجاد کنید.در صورت انجام شدن این عمل،پایه ۴ HIGH می شود.
بعد ار پایه ۴ در صورت ایجاد لبه بالارونده پالس در پایه ۱۴ آیسی ۴۰۱۷ پایه ۷ HIGH می شود.،و بعد از آن نوبت پایه ۱۰ است.زمانیکه پایه ۱۰ HIHG شود.آیسی ۴۰۱۷ REST می شود.چراکه این پایه یعنی پایه ۱۰ به پایه ۱۵ آیسی ۴۰۱۷ که عمل RESET را انجام می دهد.،متصل شده است.پایه ۱۵ نیز با ولتاز مثبت reset می شود.
زمانیکه پایه ۱۵ HIGH شود.عمل شمردن از ابتدا یعنی پایه ۳ انجام خواهد شد.

به شکل پایه های آیسی ۴۰۱۷ در شکل زیر توجه کنید.

پروژه کنترل چپ گرد راست گرد موتور dc توسط تایمر

در اولین تولید پالس پایه ۳ high می شود.همانطور که در نقشه می بینید این پایه به پایه ۱ آیسی ULN2803 متصل شده است.
HIGH شدن پایه ۳ برابر است با HIGH شدن پایه ۱ آیسی ULN2803 و HIGH شدن پایه ۱ آیسی ULN2803 باعث ایجاد زمین در یکی از پایه های رله اول می شود.پایه دیگر این رله به ولتاژ متصل است.با اینکار رله اول تحریک می شود .و شما صدای تقی را در این رله خواهید شنید.
رله اول ولتاژ‌ مثبت ۱۲ ولت را بر روی یکی از سیم های موتور و رله دوم نیز همانطور که می بینید.مانند رله اول در این هنگام تحریک می شود.،و زمین را برای این موتور فراهم می شود.بنابراین ولتاژ مثبت و زمین برای این موتور در یک حال تامین می شود.
بعد از پایه ۳،پایه ۲ با پالس بعدی high می شود.این پایه به هیچ پایه ای متصل نیست.در این مدتی که این پایه high است .موتور خاموش است.بعد از این پایه،پایه ۴ high می شود.در این حالت جهت چرخش موتور برخلاف حالت اول است. چرا که در این حالت پایه ۲ آیسی ULN2803 دارا ی ولتاژ ۵ ولت می شود و آیسی ULN2803در خروجی به خاطر اینکه مانند یک گیت NOT با محافظ است.پایه زمین را برای رله تامین می کند در این حال همانطور که در نقشه ملاحظه می کنیذ رله سوم و چهارم تحریک می شود.رله سوم ولتاژ‌ مثبت ورله چهارم زمین را ایجاد می کند.
بعد از پایه ۴ پایه ۷ با آمدن پالس بعدی از آیسی ۵۵۵ ،HIGH می شود.پایه ۷ به جایی متصل نیست.مدت زمانیکه پایه ۷ HIGH است.موتور مانند حالتی که پایه ۲ HIGH است.،نخواهد چرخید.بعد از این پایه با آمدن پالس بعدی از آیسی ۵۵۵ پایه ۱۰ آیسی HIGH می شود.،زمانیکه این پایه HIGH شود پایه ۱۵ آیسی ۴۰۱۷ HIGH می شود.،HIGH شدن پایه ۴۰۱۷ آیسی باعث RESET شدن این آیسی و آغاز شمارش از پایه ۳ یعنی از ابتدا می گردد. لازم است.،اشاره کنم که آیسی ULN2803 یک بافر NOT است که با دشتن دیودهای محافظ مدار شما را از جریان برگشتی از موتور و رله محافظت می کند.
برای محافظت بهتر مدار از ۴ عدد دیود استفاده کنید.این دیودها را به صورت جداگانه به هر رله متصل کنید.به گونه اییکه سر منفی یا کاتد این دیودها در سر مثبت رله ها و سر مثبت دیود یا آند آنرا در سر منفی رله ها قرار دهید.

مطالب مرتبط:
انرژی ذخیره شده و باتری ها
باتری های سری
رله های ساده – رله های زمانی
رله، یک سوئیچ الکترونیکی

منبع: roboeq


مدار کنترل PWM موتور DC با آی سی ۴۰۹۳


PWM مخفف کلمه لاتین pulse width modulation است.در این روش هدف کنترل سرعت موتور با استفاده از دریافت پالس یا سیگنال است


بازدید :


زمان تقریبی مطالعه :


تاریخ :

مرکز یادگیری تبیان – محبوبه همت

 مدار کنترل pwm موتور dc با آی سی 4093

PWM چیست ؟
PWM مخفف کلمه لاتین pulse width modulation است. در این روش هدف کنترل سرعت موتور با استفاده از دریافت پالس یا سیگنال است. در این روش سرعت موتور در هنگام حرکت را می شود کم یا زیاد کرد. موتورها در اشکال و اندازه و مشخصات مختلفی در بازار یافت می شوند. که به تبع آن درایور مربوط به سرعت آن ها نیز متفاوت می باشد. سرعت دور یا چرخش یک موتور DC وابسته به تغذیه آن می باشد. به طور مثال اگر یک موتوری که بتواند ولتاژ ۱۲ ولت را تحمل کند به تغذیه ۱۲ ولت متصل کنید و سپس ولتاژ تغذیه آنرا تا مقدار ۶ ولت پایین بیاورید.
سرعت چرخش آن نصف حالتی خواهد بود. که شما به آن ولتاژ ۱۲ ولت را می دادید. در حالت PWM کنترل موتور به صورت دستی انجام نمی شود. در این حالت شما موتور را به صورت دستی کنترل نمی کنید. بلکه این میانگین ولتاژ های فرستاده شده توسط مدار درایور موتور است که سرعت موتور را کم و زیاد می کند.
هنگامیکه یک فیلم را مشاهد می کنیددر واقع شاهد هزاران عکس ثابت هستید. ، که با یک فرکانس بالا آنرا مشاهده می کنید. سرعت پخش شدن عکس ها آنقدر زیاد است که مغز شما فواصل زمانی بین پخش شدن و عدم پخش شدن را نمی تواند تشخیص دهد.

در واقع مغز شما میانگین این عکس ها را مشاهده می کند. در کنترل PWM نیز همین وضعیت وجود دارد. آنقد سرعت روشن و خاموش شدن زیاد است. که شما متوجه آن نمی شوید. هر چه فرکانس کاری بالاتر باشد. موتور سریعتر روشن و خاموش می شود. و در واقع میانگین،چیزی که شما مشاهده می کنید سرعت بیشتر موتور و زمانیکه فرکانس پایین باشد. فواصل زمانی روشن و خاموش شدن موتور کمتر می شود که شما میانگین آنرا با سرعت کمتر موتور مشاهده خواهید کرد. در واقع مانند یک فیلم شما نیز میانگین روشن و خاموش شدن را می بینید. در این حالت مغز شما سرعت این روشن و خاموش را به صورت سرعت کم و زیاد مشاهد خواهید کرد. در زیر دو نمونه عملی و ساده یک مدار کنترل دور موتور با استفاده از پهنای پالس را مشاهده می کنید.

قطعات مورد نیاز برای حالتی که از مسفت استفاده می کنید:
۱ عدد آی سی ۴۰۹۳
۱ عدد پتانسیومتر ۱۰۰ کیلو اهم
۱ عدد خازن ۱۰۳
۱ عدد مقاومت ۱ کیلو اهم
۲ عدد دیود ۱N4148
1 عدد دیود ۱N4007
1 عدد ترانزیستور اثر میدان (مسفت)BUZ80
1 عدد موتور DC با رنج دلخواه ۵ تا ۱۸ ولت
برد بورد یا برد مسی سوراخدار
سیم تلفنی در صورت استفاده از برد بورد

نقشه مدار به همراه توضیحات
قبل از هر چیز می بایست بگویم، دیود موجود در مسفت یک دیو داخلی است. آنرا به عنوان یک المان مجزا در نظر نگیرید.
آی سی ۴۰۹۳ دارای ۴ عدد گیت NAND با ورودی هایی است ،که به صورت اشمیت تریگر عمل می کند. ورودی های آن هم می توانند ولتاز های مثبت و هم ولتاژ های منفی باشند. و میزان ولتاژ های ورودی آن دارای محدوده بیشتری از لحاظ حداقل و حداکثر نسبت به ۴۰۱۱ می باشد.
برای تجسم بهتر عملکرد مدار در کنار نقشه مدار، ساختمان داخلی آی سی ۴۰۹۳ را نیز مشاهده می کنید. همانطور که در نقشه مشاهده می کنید تمامی ورودی های آی سی ۴۰۹۳ بجز پایه های ۲ و ۱ به یکدیگر متصل شده اند. و تمامی این ورودی ها به پایه خروجی ۳ که نتیجه ورودی ۱ و ۲ آی سی ۴۰۹۳ است. به صورت مشترک وصل شده اند.
مقاومت ۱ کیلو اهم به همرا پتانسیومتر ۱۰۰ کیلو اهم و خازن ۱۰۳ کار تولید پالس را در اولین گیت آی سی ۴۰۹۳ به عهده دارد. این گیت با توجه به سیم بندی مدار گیت های دیگر را نیز تحت تاثیر قرار می دهد.
با پیچاندن پتانسیومتر نیز می توانید سرعت موتور را کم یا زیاد کنید. در واقع با پیچاندن پتانسیومتر مدار RC را که از حاصلضرب مقاومت ۱ کیلو اهم به همراه پتانسیومتر ۱۰۰ کیلو اهم در خازن۱۰ نانو فاراد ایجادمی شود. را کم و زیاد می کنید. با پیچاندن پتانسیومتر تا انتهای یک سمت سرعت موتور حداکثر و با پیچاندن پتانسیومتر تا انتهای سمت دیگر سرعت آن حداقل می شود تا اینکه به صفر می رسد. البته با وجود مقاومت ۱ کیلو اهم در مدار حتی اگر با پیچاندن پتانسیو متر مقاومت ایجاد شده را به صفر برسانید. مقاومتی که در پایه ۲ موجود است به مقدار حداقل یک کیلواهم خواهد رسید. مقدار فرکانس پالس مربعی ایجاد شده در پایه ۱و ۲ از حاصلضرب مجموع مقاومت یک کیلو اهم و پتانسیومتر ۱۰۰ کیلو اهم در خازن ۱۰ نانو فاراد بدست می اید که این حاصلضرب را در دو حالت برای شما حساب می کنم. البته حالت های زیادی در اثر پیچاندن پتانسیومتر و تغییر مقاومت کل مجموع بدست می آید. که شما نیز به راحتی می توانید این حالت ها را محاسبه کنید.

حالتی را در نظر بگیرید. که پتانسیومتر مقاومت ۱۰۰ کیلو اهم را داشته باشد. در این حالت مجموع دو مقاومت ۱۰۱ کیلو اهم می شود. که حاصلضرب مقاومت ۱۰۱ کیلو اهمی در خازن ۱۰ نانو فارادی معادل ۱۰ به توان،منفی ۳ می شود. برای بدست آوردن فرکانس بایست این حاصلضرب را برعکس کنید که نتیجه معادل یک کیلو هرتز خواهد شد. در حالتی که پتانسیومتر مقدار ۰ را داشته باشد. فرکانس کاری مدار از حاصلضرب،مقاومت ۱ کیلو اهم در خازن ۱۰ نانو فاراد بدست می آید. که این مقدار معادل ۱۰۰ کیلو هرتز می شود. به یاد داشته باشید. که کیلو معادل ۱۰۰۰ و نانو معادل ۱۰ به توان،منفی ۹ می باشد.
با تعویض جای دیود های متصل به پایه های پتانسیومتر می توانید جهت حداکثر و حداقل شدن سرعت را با انتهای پتانسیومتر تنظیم کنید. یعنی اینکه در چه سمت که پتانسیومتر را می پیچانید سرعت زیاد یا کم شود. این دیودها همچنین مکان ورود پالس های مثبت و منفی از پایه ۳ نیز می باشند.
تمامی خروجی های ۴ ، ۱۰ و ۱۱ از آی سی ۴۰۹۳ به یکدیگر مشترک شده. و به گیت مسفت BUZ80 متصل می شوند. زمانیکه در مسفت ولتاژ در گیت از ولتاژ آستانه هدایت که در اینجا Vth نام دارد بیشتر شود. جریانی از سورس به سمت درین خواهیم داشت.
(در واقع در این وضعیت مسفت روشن می شود. در ترانزیستورهای اثر میدان مسفت درین دارای قطبیت مثبت و سورس دارای قطبیت منفی است. به طوریکه اگر ولتمتر در اختیار داشته باشد. می توانید این پایه های را حتی اگر به اطلاعات مربوط به پایه های ترانزیستورهای اثر میدان دسترسی نداشته باشید براحتی پیدا کنید. ولتمتر را در حالت تست دیود قرار دهید. در ترانزیستورهای اثر میدان این درین است که به سورس راه می دهد. و سورس به درین راه نمی دهد. اگر به این مسفت و سمت نوشته های روی آن نیز دقت کنید. اولین پایه از سمت چپ گیت ،دومین پایه درین و پایه سوم سورس خواهد بود. )
همانطور که در نقشه مشاهده می کنید. ،یک سمت موتور به صورت مستقیم به مثبت ولتاژ متصل است. بنابراین موتور برای حرکت احتیاج به زمین دارد. که این زمین،توسط سورس مسفت بر روی درین و از آنجا بر روی یک سمت موتور ایجاد می شود.
در واقع موتور برای حرکت احتیاج به اختلاف پتانسیل دارد. که این اختلاف پتانسیل توسط آی سی ۴۰۹۳ به همراه مسفت BUZ80 در موتور ایجاد می شود. ایجاد این زمین در یک سمت موتور بستگی به فرکانس ایجاد شده در پایه های ۱و ۲ متاثر از خازن و مقاومت خواهد داشت. که این مسئله را نیز به راحتی با قرار دادن مقادیر متفاوتی از خازن و مقاومت براحتی می توانید تجربه کنید.
در مسفت مقدار جریان ایجاد شده با توجه به رابطه ای که در آن نیز حاکم است به سطح ولتاژ ورودی در گیت کاملا وابسته است. هر چه قدر این ولتاژ بیشتر باشد. شدت جریان ایجاد شده نیز بیشتر خواهد بود. در این وضعیت اگر ولتمتر در اختیار داشته باشد. ،و یک سر سیم آنرا به زمین این مدار و سر دیگر آنرا به پایه گیت مسفت متصل کنید. مشاهده می کنید که با پیچاندن پتانسیومتر سطح ولتاژ در این پایه ممکن است. ،کم یا زیاد شود. در سمتی که پتانسیومتر را می پیچانید. و میزان ولتاژ دیده شده در ولتمتر شروع به افزایش می کند. ،در این وضعیت موتور نیزسرعتش زیاد می شود. . همین مطلب را نیز به صورت برعکس می توانید تجربه کنید. در این حالت سرعت موتور رو به کاهش می رود.

برای افزایش جریان، پایه های خروجی ۴،۱۰ و ۱۱ با یکدیگر مشترک شده اند. تا برای تقویت جریان به گیت مسفت احتیاجی به تقویت کننده ای مثل ترانزیستور ها نباشد.
در مسفت ها با توجه به کم بودن مقاومت Rds تلفات حرارتی کمتری را نسبت به ترانزیستورهای BJT خواهیم داشت.

 مدار کنترل pwm موتور dc با آی سی 4093

قطعات مورد نیاز برای حالتیکه از ترانزیستور استفاده می کنید
۱عدد آی سی ۴۰۹۳ ۱عدد پتانسیومتر ۵۰ کیلو اهم
۱عدد مقاومت ۱ کیلو اهم
۱عدد مقاومت ۱۰۰ اهم
۲عدد ترانزیستورC1815
2عدد دیود ۱N4148
1عدد دیود ۱N4007
1 عدد خازن ۱۰۰ نانو فاراد
۱ عدد موتور DC بسته به نیاز ۵ تا ۱۲ ولت
۱ عدد خازن ۱۰۰ میکرو فاراد
۱ عدد خازن ۱۰ نانو فاراد

نقشه مدار به همرا توضیحات
در این نقشه مانند حالت قبل کار تولید پالس را مقاومت های یک کیلو و پتانسیومتر صد کیلو اهم و خازن ۱۰ نانو فاراد به عهده دارند. پایه ۳ نیز مانند حالت قبل به پایه های ورودی ۵ و ۶ گیت دوم NAND از آی سی ۴۰۹۳ متصل می باشد. و خروجی ۴ آی سی ۴۰۹۳ با یک مقاومت ۱۰۰اهم،به بیس ترانزیستور C1815 متصل است. در این مدار به جای مسفت از ترانزیستورهای BJT استفاده شده است. در این حالت نیز مانند حالت قبل یک سر موتور به مثبت ولتاژ متصل است. وجهت حرکت موتور احتیاج به زمین داریم. ،که این زمین در سر دیگر موتور و از طریق دو عدد ترانزیستور موجود در مدار ایجاد می شود. ترانزیستورها همانطور که مشاهده می کنید به صورت دارلینگتون بسته می شوند.

دراین حالت مقدار جریان ایجاد شده در کلکتور ترانزیستور جهت حرکت موتور بیشتر می شود. ،و همچنین موتور با کو چکترین تحریک بیس ترانزیستور رو شن خواهد شد. اگر ولتمتر در اختیار داشته باشد می توانید نکات جالبی را مشاهده کنید. به طور مثال زمانیکه پتانسیومتر را در یک سمت تا انته می پیچانید. و موتور خاموش می شود. اگر ولتاژ موجود در پایه ۳ آی سی ۴۰۹۳ را اندازه بگیرید مقدار آن نزدیک به مقدار مثبت منبع تغذیه است. اگر تغذیه شما به طور مثال ۵ ولت باشد. در این حالت،پایه ۳ ولتاژ ۵ ولت را نشان می دهد. این پایه به پایه های ۵ و ۶ که هر دو، وردودی های دومین گیت NAND موجود در این آی سی هستند. مطابق نقشه اتصال دارد. بنابراین با توجه به اینکه گیت NAND تنها زمانی خروجی آن صفر می شود که هر دو ورودی آن یک باشد. در این حالت خروجی ۴ مقدار صفر را دارد. وترانزیستور همچنان خاموش است.

 مدار کنترل pwm موتور dc با آی سی 4093

مطالب مرتبط:
موتور گیربکس دار، قطعه ای پرکاربرد در پروژه ها
یك موتور سریع تر
موتور های بدون جاروبک یا سه فاز (brushless)
ترانزیستور
پتانسیومتر

منبع: roboeq


مدار کنترل سرعت موتورهای DC


این مدار ساده اما پر استفاده است. قطعه اصلی این مدار آی سی محبوب ۵۵۵ است.


بازدید :


زمان تقریبی مطالعه :


تاریخ :

مرکز یادگیری تبیان – محبوبه همت

مدار کنترل سرعت موتورهای dc

  این مدار ساده اما پر استفاده است. قطعه اصلی این مدار آی سی محبوب ۵۵۵ است.

توضیح مدار:
در این مدار آی سی ۵۵۵ به صورت astable (ناپایدار) بسته شده است.در این حالت فرکانس ایجاد شده توسط
این آی سی ثابت است (معادل ۱کیلو هرتز) در این مدار مجموع مقاومت ها در حالت ثابت برابر با ۲۲ کیلو اهم است(مقاومت شارژ + مقاومت دشارژ) در مدار از دیود برای محافظت آی سی استفاده شده است. در این قسمت حالت های مختلف مقاومت متغیر را بررسی می کنیم.

۱٫وقتی مقاومت متغیر در وضعیت حداکثر خود قرار دارد
در این حالت مقاومت شارژ برابر است با ۱ کیلو اهم و مقاومت دشارژ برابر است با ۲۱ کیلو اهم در حالت آی سی ۵۵۵ فرکانسی معادل ۱ کیلو هرتز با duty cycle (سیکل کاری) ۵% ایجاد می کند.

۲٫وقتی مقاومت متغیر در وضعیت حداقل خود قرار دارد
در این حالت مقاوت شارژ برابر است با ۲۱ کیلو اهم و مقاومت دشارژ برابر است با ۱ کیلو اهم در این حالت آی سی ۵۵۵ فرکانسی معادل ۱ کیلو هرتز با duty cycle (سیکل کاری) ۹۵% ایجاد می کند.

۳٫وقتی مقاومت متغیر در مقدار وسط خود قرار می گیرد
در این حالت مقاومت شارژ برابر است با ۱۱ کیلو اهم و مقاومت دشارژ نیز برابر است با ۱۱ کیلو اهم در این حالت آی سی ۵۵۵ فرکانسی معادل ۱ کیلو هرتز با duty cycle (سیکل کاری) ۵۰% ایجاد می کند.

تغییر فرکانس کاری
اگر شما می خواهید که فرکانس را عوض کنید می توانید مقاومت متغیر خود را تغییر دهید اما دقت کنید که این عمل شما باعث می شود راندمان کار پایین بیا ید دلیل آن هم مقاومت القایی موتور است.

نکته:
در این مدار شما می توانید هم از موس فت استفاده کنید و یا از ترانزیستور دو قطبی معروف ۲n3055 در هر دو حالت آی سی ۵۵۵ به خوبی به عنوان درایور عمل خواهد کرد اما باید توجه کنید که این عناصر (دیود و موس فت یا ۲n3055) یک حداکثر جریان قابل تحملی دارند و بیش از آن برای آنها مشکل پیش خواهد آمد. اگر جریانی که موتور شما می کشد از ۱۰۰ میلی آمپر یا ۲۰۰ میلی آمپر بیشتر است برای عناصر ذکر شده حتما از یک heatsink (رادیات) استفاده کنید. 

مطالب مرتبط:
اتصال كوتاه
مقاومت نوري يا LDR
انواع باتری ها ۲ (باتری های نیکل – کادمیم)
استروبوسکوپ- جلسه هفتم

منبع: roboeq